中央空调节能控制的设计应用

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1、中央空调节能控制的设计应用摘要：文章主要介绍了采用楼宇自动化系统(BAS)实现对空调末端设备的节能自动控制。当空调负荷发生变化时，通过采集一组参数值，经模糊运算，改变冷水机组工作状态、冷冻(温)水和冷却水流量和冷却塔风机的风量，确保冷水机组始终工作在效率最佳状态，使主机始终处于高转换效率的最佳运行工况。关键词：楼宇自动化节约能源空调末端装置1当前空调系统设计中的节能措施1.1采用楼宇设备自动控制技术对空调末端装置进行控制在智能建筑中通常采用楼宇设备自控系统，对中央空调系统末端的新风机、回风机、变风量风机、风机盘管等装置进行状态监视和使用的“精细化”控制，以实现节能的目的。它通过DDC

2、(直接数字控制器)控制器，将检测的相关量值进行PID(比例、积分、微分)运算，实现对上述设备的PID控制，达到一定的节能效果。这种对空调末端设备的控制可节能10％-15％，因为不能实现对空调制冷站及空调水系统的智能控制，因此，节能效果不显著。这种节能控制技术的典型代表产品和生产厂商有：(1)美国霍尼韦尔公司EXCEL5000楼宇设备自控系统；(2)美国Johnson公司的楼宇自动化系统；(3)德国西门子公司S600顶峰系统等。空调末端设备的控制采用楼宇自动化系统(BAS)，这些设备的主要特性均实现了对空调末端设备的节能自动控制，并为动态变流量空调节能控制系统的运行创造了更为良好的外部

3、条件。1.2采用通用变频器对中央空调系统中的水泵和风机进行控制为降低中央空调系统的能源浪费，宜采用通用变频器来控制空调系统的水泵和风机，通过对供、回水压差或温差的采集，对水泵和风机进行PID调节，以达到节能效果。这种控制方法通常可以节约水泵和风机等电机拖动系统的电能约20％，最高可达30％。这种节能控制技术的生产厂商和典型代表产品有：(1)美国AB(AllenBradley)公司，代表产品有通用变频器1336PLUSII系列产品；(2)法国施耐德电气(SchneiderElectric)公司，代表产品有Ahivar38系列异步电动机变频器；(3)德国西门子(SIEMENS)公司，代表

4、产品有通用变频器MICROMASTER440系列产品。2动态变流量空调节能控制系统2.1动态变流量控制原理当空调负荷发生变化时，通过采集一组参数值(如下图所示)经模糊运算，及时调节冷水机组、各水泵和冷却塔风机的运行工作参数，从而改变冷水机组工作状态、冷冻(温)水和冷却水流量，改变冷却塔风机的风量，确保冷水机组始终工作在效率最佳状态，使供回水温度始终处于设定值，从而使主机始终处于高转换效率的最佳运行工况。动态变流量控制的核心是变流量控制器，在控制器中建立了知识库、模糊控制模型和模糊运算规则，形成智能模糊控制。通过采集影响冷水机组运行的各种参数，经模糊运算，得出相应的控制参数，这些控制参

5、数被送到冷水机组、冷冻(温)水控制子系统、冷却水控制子系统、冷却塔风机控制子系统。这些子系统根据控制参数的变化，利用现代变频控制技术，改变空调系统循环水的流量和温度，以保证整个系统在满负荷和部分负荷情况下，均处于最佳工作状态，从而最终达到综合节能的目的。2.2动态变流量节能控制方法2.2.1变流量冷却水泵系统当末端空调负荷减少时，反映到冷水机组将出现冷却水出水温度降低的现向，温度传感器检测出这种变化趋势后，模糊控制系统将自动降低冷却水泵的工作频率，降低冷却水进水流量，提高冷却水出水温度，并使进、出水温差控制在最佳设定值上，维持冷水机组的高效率运行。2.2.2一次泵变流量系统当末端空调

6、负荷变小时，末端空调设备前的两通阀将会关闭或减小，负荷侧回路管路的阻力增大，冷冻水供、回水温差将出现减小，供回水管的压差将出现增高的趋势。水温传感器及水流压差器检测出这种趋势后，模糊控制系统将自动降低冷冻水泵的工作频率，减少冷冻水流量，并使供回水温差及供回水压差控制在最佳设定值上，维持冷水机组的高效率运行。2.2.3.二次泵变流量设计二次泵变流量系统分为一级泵变流量系统和二级泵变流量系统。其控制原理及效果与一次泵变流量大致相同(在这里不再一一赘述)。而一级泵系统负责确保冷水机组的安全运行，一级泵系统的旁通管路一般设计为直通管，管径按一台冷水机组额定流量设计。一次泵变流量系统跟踪二级泵

7、环路的流量变化，并保证一级泵环路的流量大于二级泵环路的流量，使旁通冷冻水管保持从供水管流向回水总管。当旁通管的流量超出设定值的范围时，变流量控制器将模糊PID调节一级泵的工作频率，使旁通管的流量返回设定值。3动态变流量节能控制系统与目前通用变频器控制系统的区别3.1控制原理不同通用变频器控制是采用通用变频器对受控的水泵电机、风机电机进行单独的控制。当其控制系统检测到某一受控量值时，就按这个量值与给定值之间的误差进行比例(P)、积分(1)和微分(D)之间的线